碳化氧钼用于高效催化水裂解析氢

近期，四川大学与电子科技大学共同设计出了一种负载在碳化氧钼（MoOC）上的铑（Rh）团簇，用于高效催化水裂解析氢，以解决现有电催化剂生产成本高和供应短缺的问题。

MoOC中O调控的电子微环境的示意图，四川大学

电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术，是最有潜力的大规模制氢技术之一，工作原理是水分子在直流电的作用下被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出，则阳极反应称为析氧反应（OER），阴极反应称为析氢反应（HER）。电解水制氢技术的特点是工艺简单，原料易得，环保，氢气纯度高（~99.9%）等。

然而，在电解水制氢过程中需要一种高效的HER催化剂来克服水电解的高过电位。目前，常用的HER催化剂为贵金属材料，如铂（Pt）、钯（Pd）、铱（Ir）和铑等，它们由于电子结构独特，而对氢离子中间体有适当的吸附能。然而，贵金属由于成本较高和稀缺性，而导致实际应用受到较大限制。

有鉴于此，研究者就制备出了一种负载在MoOC上的Rh团簇，有助于在酸性和碱性条件下的析氢反应。研究表明，MoOC中存在明显的从Rh向MoOC载体的电子转移现象，导致Rh位点的缺电子构型，优化了氢结合能，从而增强了其固有的催化析氢活性和稳定性。当H2O分子吸附到Rh周围时，氢氧根离子吸附在缺电子的Rh位点，而氢离子更容易沿着MoOC中的C吸附，这种独特的构型，更有利于水的解离。

Rh对H2O的解离促进作用图，四川大学

相关研究成果已以“MolybdenumOxycarbideSupportedRh-ClusterswithModulatedInterstitialC–OMicroenvironmentsforPromotingHydrogenEvolution”为题发表在国际知名期刊Small上。